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MATLAB中的惯性导航基本算法程序通常包含三个核心部分:姿态解算、速度更新和位置更新。这类程序主要依赖惯性测量单元(IMU)提供的陀螺仪和加速度计数据,通过数学运算推导出载体的运动状态。
姿态解算是惯性导航的基础环节,主要通过陀螺仪测量的角速度信息,利用四元数或旋转矩阵进行姿态更新。在MATLAB中,通常会采用龙格库塔法或欧拉法对微分方程进行数值积分,从而得到载体当前的俯仰角、横滚角和偏航角。
速度更新环节则依赖加速度计测量的比力信息。由于加速度计输出的是载体坐标系下的数据,需要先通过姿态矩阵转换到导航坐标系,再扣除重力分量,最后进行积分运算得到速度变化量。这一过程需要注意地球自转和载体运动造成的科里奥利效应补偿。
位置更新是最外环的计算,通过对速度的积分得到位置变化量。对于近地导航应用,通常采用东北天坐标系或经纬高坐标系来表示位置信息。在MATLAB实现中,会涉及大地测量学相关公式,将速度信息转换为经纬度的变化率。
这类基础算法程序通常不包含复杂的误差补偿机制,也不涉及组合导航中的滤波算法。程序结构相对简单,主要关注惯性导航的机械编排方程实现,适合用于算法验证和教学演示目的。